自動車産業がファイバーレーザー VIN と部品マーキング技術でトレーサビリティを変革

ファイバーレーザーマーキングマシン車両のライフサイクル全体にわたって存続する永続的なハイコントラストの VIN コードとコンポーネントの識別を可能にすることで、自動車製造のトレーサビリティを根本的に変革しています。エンジン ブロック、シャーシ コンポーネント、ブレーキ システム、および安全上重要な部品を最大 12,000mm/s の速度で 0.01 mm の精度で直接部品マークできる機能を備えたこれらのシステムは、高速生産ラインにシームレスに統合しながら、厳格な AIM DPM-1-2006 準拠基準を満たしています。 Syscode のファイバー レーザー マーキング ソリューションは、自動車業界の最も厳しい要件に対応します。つまり、ショット ブラスト、熱処理、腐食への曝露、および数十年にわたる使用後でもマーキングが判読できること、また、IP54 定格の保護を備えた過酷な工場環境において、消耗品を一切使わず、最小限のメンテナンスで動作することです。

自動車用ファイバー レーザー マーキングとは、1064nm 波長のファイバー レーザー テクノロジーを応用して、車両識別番号 (VIN)、コンポーネントのシリアル番号、2D データ マトリックス コード、および製造トレーサビリティ情報を自動車の金属部品に直接永久的にエッチングすることを指します。剥がれたり色褪せたりする可能性のある粘着ラベルや、エンジン液によって溶ける可能性のあるインクジェット マークとは異なり、ファイバー レーザー マークは、アブレーション (材料の除去)、アニーリング (表面の酸化により黒いマークが生成される)、または彫刻 (耐久性を最大限に高めるためのより深い材料の除去) などの制御された熱プロセスを通じて、材料の表面に物理的に統合されます。

このテクノロジーは、自動車産業活動グループの AIM DPM-1-2006 規格に準拠するために特に重要です。この規格では、直接部品マーキングの品質、可読性、耐久性の要件が規定されています。この規格では、自動車部品上のマークは、部品の耐用年数全体を通じて、自動車用流体 (エンジン オイル、ブレーキ液、冷却液)、温度サイクル (-40℃ ～ +150℃)、振動、ショット ブラスト、腐食にさらされた後も、機械で読み取り可能な状態を維持する必要があると義務付けています。ファイバーレーザーマークは、表面に塗布されるコーティングではなく、基材の分子レベルでの修飾であるため、これらの要件を一貫して満たします。

Syscode の自動車向けファイバー レーザー マーカーは、50W、70W、および 100W 構成で利用可能で、0 ～ 130m/分の速度で移動するコンベア ライン上でオンザフライ処理を行うためのエンコーダ同期ダイナミック マーキングを備えています。このシステムは、コンポーネントの両面を同時にマーキングするためのシングルおよびデュアル マシン コーディングをサポートしています。主な自動車固有の機能には、過速度アラームによる自動マーク欠落検出、きれいなマークを表示するためのクロスポイント除去、予期せぬシャットダウン時の生産データの損失を防ぐ電源オフデータ保護などがあります。

1. 規制遵守とリコール管理。 NHTSA および世界中の同等の機関は、安全性が重要な自動車部品の包括的なトレーサビリティを義務付けています。欠陥が発見された場合、メーカーは影響を受けるすべての車両と特定のコンポーネントのバッチを迅速に特定する必要があります。機械読み取り可能な固有の識別子を使用して部品を直接マーキングすることで、広範囲で費用のかかる一括リコールではなく、影響を受けるユニットのみを対象とした精密なリコールが可能になります。ファイバーレーザーでマーキングされたデータマトリックスコードは、5mm x 5mm の領域に完全な製造データをエンコードできるため、リコールの範囲とコストを最小限に抑える粒度の高いトレーサビリティが可能になります。
2. アフターマーケットでの偽造防止。世界の自動車アフターマーケットは、車両の安全性を損ない、ブランドの評判を損なう偽造部品、特にブレーキパッド、フィルター、ベアリング、電子センサーによって毎年数十億ドルの損失を出しています。ホログラフィックのような表面テクスチャリングとマイクロテキスト機能を含む永久ファイバー レーザー マークは、メーカーのオリジナルのレーザー パラメータと固定具なしでは複製することが非常に困難であり、強力な偽造防止機能を提供します。
3. 生産ラインの効率化とコスト削減。従来の自動車用マーキング方法 (ドットピーン彫刻、化学エッチング、インクジェット印刷) には、それぞれ大きな運用上の課題があります。ドットピーンはノイズが多く、速度が遅く、一貫性のないマークが生成されます。化学エッチングでは危険な酸を使用するため、特別な取り扱いが必要です。インクジェットでは消耗品を継続的に補充する必要があります。ファイバー レーザー マーキングは、これらすべての問題を解消します。60dB 未満の静かな動作、化学物質や消耗品が不要 (生産ラインごとに推定年間 15,000 ～ 30,000 ドルの節約)、材料の硬さに関係なく一貫したマーキング品質です。
4. インダストリー 4.0 およびデジタル マニュファクチャリングとの統合。現代の自動車工場は、すべてのコンポーネントが生産データ、品質指標、サプライチェーン情報にリンクされたデジタル ID を保持する、完全に接続されたデジタル製造環境に移行しています。ファイバーレーザーマーカーは物理-デジタルブリッジとして機能し、物理部品をMES/ERPシステムの完全なデジタル記録に接続する固有の識別子をエンコードします。

エンジンブロックのVINマーキング。鋳鉄およびアルミニウムのエンジン ブロックは、粗い鋳造テクスチャー、湾曲した形状、およびその後のショット ブラスト プロセスにより、マーキング表面が困難になります。 Syscode 100W ファイバー レーザーは、拡張 200mm x 200mm マーキング フィールド用に焦点距離 254mm の F-Theta レンズで構成されており、積極的なショット ブラスト処理後の可読性を維持しながら、VIN コードに必要な 10 ～ 20mm の文字高さを実現します。処理パラメータには、85 ～ 95% の出力、25 ～ 40kHz の周波数 (より深いアブレーションを行うには、周波数が低いほどパルス当たりのエネルギーが高くなります)、5,000 ～ 8,000mm/s のマーキング速度、および 0.1 ～ 0.2mm の彫刻深さを達成するための 4 ～ 6 回のパスが含まれます。クロスポイント除去アルゴリズムにより、材料が過剰に焼けることなく、きれいで均一なマークの外観が保証されます。

ブレーキコンポーネントのトレーサビリティ。ブレーキ キャリパー、ローター、パッド バッキング プレートには、極端な熱サイクル (周囲温度 600℃ 以上)、ブレーキダストや道路塩にさらされても耐えられるマークが必要です。 50W ファイバー レーザーは最適化された出力レベルで、マーキング速度と熱管理のバランスをとります。マーキング パラメータ: 70 ～ 80% の出力、50 ～ 80kHz の周波数、データ マトリックス コードの場合は 8,000 ～ 10,000mm/s のシングルパスで、激しい腐食にもかかわらずスキャン可能です。 IP54 定格のエンクロージャは、導電性のブレーキダストの侵入を防ぎます。

トランスミッションとドライブトレインのコンポーネント。肌焼き鋼で作られたギア、シャフト、ベアリング ハウジングには、浸炭熱処理プロセスを経ても残るマークが必要です。アブレーティブ モードではなくアニーリング モードで動作する 70W ファイバー レーザーは、硬化したケース層を除去することなく、制御された表面加熱によって暗色の酸化物マークを作成します。摩耗マークは応力集中点を生み出す可能性があるため重要です。エンコーダ モードは、マーキングを自動組立コンベア上の部品の回転と同期させます。

エアバッグと安全システムのコンポーネント。エアバッグ インフレーター、シートベルト プリテンショナー、および衝突センサーには、生死にかかわるトレーサビリティ要件が伴います。 Syscode 30W ファイバー レーザーは、浅い (0.005 ～ 0.01 mm) の高コントラストのマークをステンレス鋼およびアルミニウムの安全コンポーネント ハウジングに適用します。停電時のデータ保護機能により、予期せぬシャットダウンが発生しても本番のシリアル化データが確実に保持され、トレーサビリティ チェーンにおけるギャップや重複が防止されます。

マルチステーション生産ラインの統合。タクトタイムが 40 ～ 60 秒の組立工場の場合、ファイバー レーザー マーカーは、PLC 近接センサーによってトリガーされるインライン ステーションとして統合されています。予約された信号インターフェイス (印刷開始、印刷ステータス、印刷完了、障害アラーム) により、上流および下流の自動化とのシームレスなハンドシェイクが可能になります。複数の表面にマークを必要とするコンポーネントの場合、調整されたソフトウェアを備えたデュアルマシン構成により、単一のステーションサイクル内で表と裏のマーキングが同期されます。

ファイバー レーザー マーキング テクノロジーは、自動車部品のトレーサビリティのゴールド スタンダードとなっており、最も要求の厳しい製造条件やサービス条件に耐える永続的な AIM DPM-1-2006 準拠のマークを提供します。エンジン ブロックの VIN マーキングからエアバッグ インフレーターのマイクロ データ マトリックス コードまで、Syscode F200 シリーズは、現代の自動車製造に求められる精度、速度、信頼性を提供します。消耗品ゼロ、80,000 時間以上のレーザー寿命、シームレスなインダストリー 4.0 統合を備えたこれらのシステムは、従来のマーキング方法に比べて運用面と財務面の両方でアップグレードを実現します。